#include "interrupt.h"
#define PIC_M_CTRL 0x20 // 这里用的可编程中断控制器是8259A,主片的控制端口是0x20
#define PIC_M_DATA 0x21 // 主片的数据端口是0x21
#define PIC_S_CTRL 0xa0 // 从片的控制端口是0xa0
#define PIC_S_DATA 0xa1 // 从片的数据端口是0xa1

#define IDT_DESC_CNT 0x81 // 目前总共支持的中断数

#define EFLAGS_IF 0x00000200 // eflags寄存器中的if位为1
#define GET_EFLAGS(EFLAG_VAR) asm volatile("pushfl; popl %0" \
                                           : "=g"(EFLAG_VAR))

extern uint32_t syscall_handler(void);

/*中断门描述符结构体*/
struct gate_desc
{
    uint16_t func_offset_low_word;
    uint16_t selector;
    uint8_t dcount; //此项为双字计数字段，是门描述符中的第4字节。此项固定值，不用考虑
    uint8_t attribute;
    uint16_t func_offset_high_word;
};

// 静态函数声明,非必须
static void make_idt_desc(struct gate_desc *p_gdesc, uint8_t attr, intr_handler function);
static struct gate_desc idt[IDT_DESC_CNT]; // idt是中断描述符表,本质上就是个中断门描述符数组

char *intr_name[IDT_DESC_CNT]; // 用于保存异常的名字

/********    定义中断处理程序数组    ********
 * 在kernel.S中定义的intrXXentry只是中断处理程序的入口,
 * 最终调用的是ide_table中的处理程序*/
intr_handler idt_table[IDT_DESC_CNT];
/********************************************/
extern intr_handler intr_entry_table[IDT_DESC_CNT]; // 声明引用定义在kernel.S中的中断处理函数入口数组

/* 初始化可编程中断控制器8259A */
static void pic_init(void)
{

    /* 初始化主片 */
    outb(PIC_M_CTRL, 0x11); // ICW1: 边沿触发,级联8259, 需要ICW4.
    outb(PIC_M_DATA, 0x20); // ICW2: 起始中断向量号为0x20,也就是IR[0-7] 为 0x20 ~ 0x27.
    outb(PIC_M_DATA, 0x04); // ICW3: IR2接从片.
    outb(PIC_M_DATA, 0x01); // ICW4: 8086模式, 正常EOI

    /* 初始化从片 */
    outb(PIC_S_CTRL, 0x11); // ICW1: 边沿触发,级联8259, 需要ICW4.
    outb(PIC_S_DATA, 0x28); // ICW2: 起始中断向量号为0x28,也就是IR[8-15] 为 0x28 ~ 0x2F.
    outb(PIC_S_DATA, 0x02); // ICW3: 设置从片连接到主片的IR2引脚
    outb(PIC_S_DATA, 0x01); // ICW4: 8086模式, 正常EOI

    /* IRQ2 用于级联从片，必须打开，否则无法响应从片上的中断，
     * 主片上打开的中断有IRQ0的时钟、IRQ1 的键盘 、级联合从片的 IRQ2
     */
    outb(PIC_M_DATA, 0xf8);
    /* 打开从片上的 IRQ14，从此引脚接受硬盘控制器的中断 */
    outb(PIC_S_DATA, 0xbf);

    put_str("   pic_init done\n");
}

/* 创建中断门描述符 */
static void make_idt_desc(struct gate_desc *p_gdesc, uint8_t attr, intr_handler function)
{
    p_gdesc->func_offset_low_word = (uint32_t)function & 0x0000FFFF;
    p_gdesc->selector = SELECTOR_K_CODE;
    p_gdesc->dcount = 0;
    p_gdesc->attribute = attr;
    p_gdesc->func_offset_high_word = ((uint32_t)function & 0xFFFF0000) >> 16;
}

/*初始化中断描述符表*/
static void idt_desc_init(void)
{
    int i, lastindex = IDT_DESC_CNT - 1;
    for (i = 0; i < IDT_DESC_CNT; i++)
    {
        make_idt_desc(&idt[i], IDT_DESC_ATTR_DPL0, intr_entry_table[i]);
    }
    /* 单独处理系统调用，系统调用对应的中断门 dpl为 3, 中断处理程序为单独的 syscall_handler */
    make_idt_desc(&idt[lastindex], IDT_DESC_ATTR_DPL3, syscall_handler);
    put_str("   idt_desc_init done\n");
}

/* 通用的中断处理函数,一般用在异常出现时的处理 */
static void general_intr_handler(uint8_t vec_nr)
{
    if (vec_nr == 0x27 || vec_nr == 0x2f)
    {           // 0x2f是从片8259A上的最后一个irq引脚，保留
        return; //IRQ7和IRQ15会产生伪中断(spurious interrupt),无须处理。
    }
    /* 将光标置为0,从屏幕左上角清出一片打印异常信息的区域,方便阅读 */
    set_cursor(0);
    int cursor_pos = 0;
    while (cursor_pos < 320)
    {
        put_char(' ');
        cursor_pos++;
    }

    set_cursor(0); // 重置光标为屏幕左上角
    put_str("!!!!!!!      excetion message begin  !!!!!!!!\n");
    set_cursor(88); // 从第2行第8个字符开始打印
    put_str(intr_name[vec_nr]);
    if (vec_nr == 14)
    { // 若为Pagefault,将缺失的地址打印出来并悬停
        int page_fault_vaddr = 0;
        asm("movl %%cr2, %0"
            : "=r"(page_fault_vaddr)); // cr2是存放造成page_fault的地址
        put_str("\npage fault addr is ");
        put_int(page_fault_vaddr);
    }
    put_str("\n!!!!!!!      excetion message end    !!!!!!!!\n");
    // 能进入中断处理程序就表示已经处在关中断情况下,
    // 不会出现调度进程的情况。故下面的死循环不会再被中断。
    while (1)
        ;
}

/* 完成一般中断处理函数注册及异常名称注册 */
static void exception_init(void)
{ // 完成一般中断处理函数注册及异常名称注册
    int i;
    for (i = 0; i < IDT_DESC_CNT; i++)
    {

        /* idt_table数组中的函数是在进入中断后根据中断向量号调用的,
 * 见kernel/kernel.S的call [idt_table + %1*4] */
        idt_table[i] = general_intr_handler; // 默认为general_intr_handler。
                                             // 以后会由register_handler来注册具体处理函数。
        intr_name[i] = "unknown";            // 先统一赋值为unknown
    }
    intr_name[0] = "#DE Divide Error";
    intr_name[1] = "#DB Debug Exception";
    intr_name[2] = "NMI Interrupt";
    intr_name[3] = "#BP Breakpoint Exception";
    intr_name[4] = "#OF Overflow Exception";
    intr_name[5] = "#BR BOUND Range Exceeded Exception";
    intr_name[6] = "#UD Invalid Opcode Exception";
    intr_name[7] = "#NM Device Not Available Exception";
    intr_name[8] = "#DF Double Fault Exception";
    intr_name[9] = "Coprocessor Segment Overrun";
    intr_name[10] = "#TS Invalid TSS Exception";
    intr_name[11] = "#NP Segment Not Present";
    intr_name[12] = "#SS Stack Fault Exception";
    intr_name[13] = "#GP General Protection Exception";
    intr_name[14] = "#PF Page-Fault Exception";
    // intr_name[15] 第15项是intel保留项，未使用
    intr_name[16] = "#MF x87 FPU Floating-Point Error";
    intr_name[17] = "#AC Alignment Check Exception";
    intr_name[18] = "#MC Machine-Check Exception";
    intr_name[19] = "#XF SIMD Floating-Point Exception";
}

/* 开中断并返回开中断前的状态*/
enum intr_status intr_enable()
{
    enum intr_status old_status;
    if (INTR_ON == intr_get_status())
    {
        old_status = INTR_ON;
        return old_status;
    }
    else
    {
        old_status = INTR_OFF;
        asm volatile("sti"); // 开中断,sti指令将IF位置1
        return old_status;
    }
}

/* 关中断,并且返回关中断前的状态 */
enum intr_status intr_disable()
{
    enum intr_status old_status;
    if (INTR_ON == intr_get_status())
    {
        old_status = INTR_ON;
        asm volatile("cli"
                     :
                     :
                     : "memory"); // 关中断,cli指令将IF位置0
        return old_status;
    }
    else
    {
        old_status = INTR_OFF;
        return old_status;
    }
}

/* 将中断状态设置为status */
enum intr_status intr_set_status(enum intr_status status)
{
    return status & INTR_ON ? intr_enable() : intr_disable();
}

/* 获取当前中断状态 */
enum intr_status intr_get_status()
{
    uint32_t eflags = 0;
    GET_EFLAGS(eflags);
    return (EFLAGS_IF & eflags) ? INTR_ON : INTR_OFF;
}

/* 在中断处理程序数组第vector_no个元素中注册安装中断处理程序function */
void register_handler(uint8_t vector_no, intr_handler function)
{
    /* idt_table数组中的函数是在进入中断后根据中断向量号调用的,
 * 见kernel/kernel.S的call [idt_table + %1*4] */
    idt_table[vector_no] = function;
}

/*完成有关中断的所有初始化工作*/
void idt_init()
{
    put_str("idt_init start\n");
    idt_desc_init();  // 初始化中断描述符表
    exception_init(); // 异常名初始化并注册通常的中断处理函数
    pic_init();       // 初始化8259A

    /* 加载idt */
    uint64_t idt_operand = ((sizeof(idt) - 1) | ((uint64_t)(uint32_t)idt << 16));
    asm volatile("lidt %0"
                 :
                 : "m"(idt_operand));
    put_str("idt_init done\n");
}